胶合木梁中温度与湿度应力研究

采用有限元模拟的方法,应用Luikov传热传质模型,对层板胶合木梁中因环境变化而产生的横纹湿热应力进行了计算分析。结果显示,在环境条件以天为周期变化的情况下,对梁的影响主要集中在梁的表面附近,尤以湿度应力更为显著。因温度变化而产生的横纹温度应力相对较小,在一定条件下可以忽略其影响,而湿度应力则已达到可能使构件表面开裂的应力水平,因此在设计中应对其给予足够的重视。     

L 形复合材料层板热压工艺密实变形过程的数值模拟

基于 Biot 固结原理和达西定律 , 建立了二维树脂流动与纤维密实模型 , 采用有限元方法实现了 L 形层板热压成型过程树脂压力分布、 层板变形的预测。通过对 AS4 炭纤维/环氧 350126 等厚层板厚度变化的模拟结果与实验数据的对比分析 , 证明了数学模型和有限元程序的可靠性。以阳模成型 90° 铺层 S22玻璃纤维/环氧 648L 形层板为例 , 对工艺过程层板厚度变化进行了分析。模拟结果表明 : 剪切模量对拐角以及拐角与平板过渡区域的变形影响较大 ; 平板长度对拐角区域变形影响较明显 , 对平板区的变形影响较小。采用热压罐制备了 90° 铺层S22玻璃纤维/环氧 648阳模成型 L 形层板 , 实验数据表明 , 固化后层板呈现拐角区厚、 平板区薄的厚度不均现象 , 并且平板长度对拐角区厚度变化影响较显著 , 这与数值预测结果具有较好的一致性。     

满足板面载荷和横向剪应力连续的层板理论

本文提出了一种简单高阶剪切变形层板理论.其位移场满足层间位移和横向剪应力的连续性,τ_xx、τ_yx在板面等于与板面平行的载荷.位移场的变量与一阶剪切变形理论一样只有五个,但无论厚薄板均逼近精确解.文中合理考虑了层板板面上与板面平行的载荷对层板的作用,大大改善了这类问题解的精度.      

复合材料层板的修补——Ⅰ:试验结果

<正> 用不同修补材料修补的各种基本层板的破坏荷载(根据无损层板的破坏荷载(见表2)标称的)对斜接修补示于图9～10,而对阶形搭接修补示于图11～12。在这些图中的结果是对干试件的和对浸水中14d增湿试件的。还得到曝露在100%湿空气180F下达到1.1%含水量试件的资料。由水和湿空气增湿试件的破坏荷载显示相同的趋势。因此,由湿空气增湿试件的数据这里未给出,但在文献[29]中有。根据数据指出下列趋势: 对湿法手糊修补(斜接和阶形搭接),修补材料的类型未显著影响破坏荷载。当试件中干的并在70F下试验时,用预浸料修补(斜接和阶形搭接)的破坏荷载值高于     

层板室壁无相变流动时的冷却性能

对层板室壁中液态却剂的传热进行分析,得出影响层板室壁冷却效果的性能参数ｍ１／２,该性能参数与层板通道换热面积,换热系数以及冷却剂比热有关,并以层板推力室为例,指出性能参数ｍ１／２对层板室壁内壁温度及内外壁温差的影响。     

微裂纹损伤对纤维复合材料层合板强度的影响

基于连续损伤理论及Hoffman强度准则,采用多标量连续损伤模型和有限元法,对复合材料层合板在横向均布载荷下的损伤破坏过程进行了研究,分析中考虑了几何非线性的影响及单层板失效前由微裂纹损伤所引起的刚度下降。研究表明:微裂纹损伤对破坏区域的演化过程有较大影响;用损伤Hoffman准则得到的层板破坏荷载高于无损Hoffman准则的破坏荷载,提高程度受铺层方式的影响。     

铝合金-聚合物复合层板弯曲回弹理论分析

针对铝合金-聚合物复合层板弯曲回弹问题,分析了复合层板弯曲过程表面层铝板及中心层聚合物的变形特征,建立了复合层板平面应变纯弯曲回弹理论分析模型.采用建立的模型预测了复合层板纯弯曲过程回弹角变化,并与实验结果进行了对比,分析了聚合物层厚度及铝合金板材力学性能对回弹的影响规律.结果表明:随着中心聚合物层厚度的增加,复合层板回弹角降低;随着表面层铝板强度的降低,复合层板回弹角减小.理论预测结果与实验结果一致,说明了本文推导的理论模型的可靠性.     

用应变能密度法分析纤维金属层板的微动疲劳特性

为研究纤维金属层板的微动疲劳特性,首先,基于三维坐标系下的临界平面法求解了纤维金属层板铝层临界平面上的应力和应变分量,并进一步求解了Smith-Watson-Topper （SWT）和I型Nita-Ogatta-Kuwabara （NOK）应变能密度参数;然后,建立了应变能密度参数-微动疲劳寿命关系式,并通过实验数据得到了寿命预测公式中的待定参数;最后,采用I型NOK应变能密度准则分析了铝层厚度、纤维层厚度、各层相对厚度和桥足圆角半径等对微动疲劳损伤位置和寿命的影响,并为纤维金属层板抗微动疲劳设计提出了一些合理化建议。结果表明:增加铝层厚度可以延长微动疲劳寿命,但增加纤维层厚度和桥足圆角半径不会改善微动疲劳特性。提出的方法可为分析纤维金属层板铆接和螺栓连接中的微动疲劳问题提供理论依据。      

压缩预应力对复合材料层板抗冲击损伤性能的影响

为确定压缩预应力对复合材料层板抗冲击损伤性能的影响,首先对不同压缩预应力下的碳纤维/双马树脂CCF300/5428层板进行了低速冲击和准静态压痕试验,然后通过热揭层和冲击后压缩试验分别得到了层板分层面积和剩余强度。结果表明:压缩预应力会大幅降低层板的接触刚度和弯曲刚度,从而导致相同冲击能量下层板凹坑深度和背部基体开裂长度增大;对于准静态压痕过程和相同冲击能量下的冲击过程,分层起始载荷和峰值载荷均随压缩预应力的增大而减小;在相同冲击能量下,随着压缩预应力的增大,层板内部分层总面积及冲击能量吸收比不断增大,剩余压缩强度不断降低。因此,压缩预应力会降低复合材料层板的冲击损伤阻抗,对损伤容限性能不利,在对承受压缩载荷结构的试验验证过程中应考虑压缩预应力对抗冲击损伤性能的影响。      

正交胶合木墙板火灾炭化试验研究

采用耐火试验炉,开展了正交胶合木墙板试件在标准火灾条件下的炭化试验,研究正交胶合木墙板内部不同深度处的温度变化曲线、炭化深度和炭化速率等变化规律,分析不同胶粘剂对层板脱落和炭化速率的影响,对比层板脱落或不脱落情况下炭化深度的计算方法。结果表明,对于采用普通PUR 胶的试件,第一层层板50～60 min 时发生脱落,脱落后试件的炭化速率明显变大;采用耐热型PUR 胶的试件,未出现明显的层板脱落现象,炭化速率恒定,与欧洲标准中的普通木结构的名义炭化速率0.65 mm/min 相当。